Wytyczne dotyczące projektowania druku 3D (kluczowe cechy druku 3D)
☑ Produkcja produktów drukowanych w technologii 3D opiera się na plikach projektowych. Istnieją pewne szczegóły i cechy, które zawsze należy uwzględnić podczas projektowania części drukowanej w technologii 3D, ale najlepszy rezultat różni się w zależności od wybranej usługi druku 3D.
Ściany podparte | Niepodparte ściany | Wsparcie i nawisy | Tłoczone i grawerowane szczegóły | Mosty poziome | Otwory | Łączenie lub przesuwanie części | Otwory ewakuacyjne | Minimalny rozmiar obiektu | Min. średnica sworznia | Maksymalna tolerancja | |
FDM | 0,8 mm | 0,8 mm | 45° | 0,6 mm szerokości i 2 mm wysokości | 10 mm | ⌀2 mm | 0,5 mm | - | 2mm | 3 mm | ±0,5% (dolna granica ±0,5 mm) |
SLA | 0,5 mm | 1 mm | Wsparcie zawsze potrzebne | 0,4 mm szerokości i wysokości | - | ⌀0,5 mm | 0,5 mm | 4 mm | 0,2 mm | 0,5 mm | ±0,5% (dolna granica ±0,5 mm) |
SLS | 0,7 mm | - | - | 1 mm szerokości i wysokości | - | ⌀1,5 mm | części ruchome: 0,3 mm Połączenia: 0,1 mm | 5 mm | 0,8 mm | 0,8 mm | ±0,3% (dolna granica ±0,3 mm) |
MJ | 1 mm | 1 mm | Wsparcie zawsze potrzebne | 0,5 mm szerokości i wysokości | - | ⌀0,5 mm | 0,2 mm | - | 0,5 mm | 0,5 mm | ±0,1 mm |
BJ | 2mm | 3 mm | - | 0,5 mm szerokości i wysokości | - | ⌀1,5 mm | - | 5 mm | 2mm | 2mm | Metal: ±0,2 Piasek: ±0,3 mm |
DMLS | 0,4 mm | 0,5 mm | Wsparcie zawsze potrzebne | 0,1 mm szerokości i wysokości | 2mm | ⌀1,5 mm | - | 5 mm | 0,6 mm | 1 mm | ±0,1 mm |
Wytyczne projektowe dla wszystkich technik druku 3D
☑ Projekt druku 3D jest ważny, ponieważ wpływa na poziom trudności, czas cyklu i koszt dalszej produkcji. Jeśli chodzi o wskazówki dotyczące projektowania, niektóre zasady mają zastosowanie do wszystkich procesów druku 3D, a niektóre będą ograniczone do konkretnej technologii.
FDM | 200 x 200 x 200 mm dla drukarek stacjonarnych, do 900 x 600 x 900 mm dla drukarek przemysłowych |
SLA | 145 x 145 x 175 mm dla drukarek stacjonarnych, do 1500 x 750 x 500 mm dla drukarek przemysłowych |
SLS | 300 x 300 x 300 mm, do 750 x 550 x 550 mm |
DMLS/SLM | 250 x 150 x 150 mm, do 500 x 280 x 360 mm |
MJF | 380 x 285 x 380 mm |
Wsparcie w druku 3D
Orientacja części w druku 3D
Kolejnym kluczowym parametrem w produkcji metodą druku 3D jest orientacja części, która odnosi się do sposobu, w jaki część styka się z płytą roboczą. Ma to wpływ na dokładność, czas, wytrzymałość i wykończenie powierzchni produktu drukowanego w technologii druku 3D. Optymalna orientacja części może być różna w różnych przypadkach, jednak poniżej przedstawiamy kilka wskazówek, które mogą być pomocne w wyborze orientacji części.
☑ Znajdź powierzchnię, która zapewni najlepszą przyczepność do płyty roboczej i najwyższą stabilność.
☑ Jeśli produkt ma zostać poddany naprężeniom, należy go zorientować w taki sposób, aby kierunek minimalnego przyłożonego naprężenia był równoległy do kierunku konstrukcji, który zazwyczaj jest kierunkiem pionowym.
☑ Określ dokładnie objętość robocza drukarki 3D.
☑ Wydruki wykonane metodą FDM łatwiej ulegają rozwarstwieniu i pękaniu w kierunku Z niż w kierunku XY pod wpływem naprężeń.
☑ Ustawić część w taki sposób, aby zminimalizować nawisy mniejsze niż 45°.
☑ W kierunku pionowym elementy cylindryczne drukują się dokładniej niż w kierunku poziomym.
Dokładność wymiarowa w druku 3D
Dokładność wymiarowa odnosi się do tego, jak dokładnie rozmiar i kształt drukowanej części są porównywane z projektem CAD. Czynniki wpływające na dokładność wymiarową obejmują jakość materiału, sprzęt, obróbkę końcową i inne. Tolerancja wymiarowa, skurcz i wymagania dotyczące podpór to trzy kluczowe elementy pomiaru dokładności wymiarowej. Poniżej przedstawiono tolerancję wymiarową różnych procesów 3D.
Tolerancja wymiarowa FDM | prototypowanie (na komputerze stacjonarnym): ±0,5% (dolna granica: ±0,5 mm), przemysłowe: ±0,15% (dolna granica: ±0,2 mm) |
Tolerancja wymiarowa SLA | prototypowanie (na komputerze stacjonarnym): ±0,5% (dolna granica: ±0,10 mm) przemysłowe: ±0,15% (dolna granica: ±0,01 mm) |
Tolerancja wymiarowa SLS/MJF | ±0,3% (dolna granica: ±0,3 mm) |
Wysokość warstwy w druku 3D
Wysokość warstwy to miara ilości materiału wytłaczanego przez dyszę drukarki dla każdej warstwy elementu. Jest mierzona w mikronach lub milimetrach. Wybór wysokości warstwy jest istotny w przypadku niektórych technologii druku 3D, takich jak SLA i FDM. Poniżej przedstawiono typowo stosowane wysokości warstw dla różnych procesów.
Metale | Aplikacje |
Stal nierdzewna | Naczynia, garnki i inne przedmioty, które mogą mieć kontakt z wodą |
Brązowy | Wazony i inne elementy wyposażenia |
Złoto | Pierścionki, kolczyki, bransoletki i naszyjniki |
Nikiel | Monety |
Aluminium | Cienkie wyroby metalowe |
Tytan | Mocne, solidne okucia |
Przewodnik po materiałach z tworzyw sztucznych do druku 3D
Tworzywa sztuczne | Cechy | Aplikacje |
ABS | Wytrzymałe, mocne, trwałe, odporne na ciepło, ekonomiczne, elastyczne, wielokrotnego użytku, nie ulegające biodegradacji | Nadwozia samochodowe, urządzenia AGD i obudowy telefonów komórkowych |
PLA | Łatwy w użyciu, przyjazny dla środowiska, biodegradowalny, dostępny w wersji z żywicy i filamentu w różnych kolorach | Opakowania żywności, biodegradowalne wyroby medyczne i implanty |
PVA | Rozpuszczalny w wodzie | Często używane do tworzenia konstrukcji wsporczych dla części produktu, które mogą się odkształcić lub zapaść |
PP | Przystępny cenowo, odporny na działanie chemikaliów, łatwopalny i ulegający degradacji pod wpływem światła UV | Pojemniki gospodarstwa domowego, sprzęt laboratoryjny i tekstylia |
Nylon/PA | Mocne, lekkie, trwałe, odporne na ciepło i uderzenia, ale nieodporne na silne kwasy i zasady | Zastosowania wymagające wysokich właściwości mechanicznych i prototypów funkcjonalnych |
TAK JAK | Wytrzymuje wysokie temperatury | Narzędzia do formowania wtryskowego i elementy odporne na ciepło |
Komputer | Odporne na temperaturę do 135°C, trwałe, odporne na uderzenia i stłuczenia, umiarkowanie elastyczne, przezroczyste, nieprzewodzące prądu elektrycznego | Prototypowe okna i inne przezroczyste produkty |
PMMA/Akryl | Dobra odporność na uderzenia, porównywalna przejrzystość i właściwości pochłaniania promieniowania UV | Reflektory samochodowe, akwaria komercyjne i inne alternatywy dla szkła |
CPVC | Wysoka temperatura odkształcenia cieplnego, obojętność chemiczna, dielektryczność oraz właściwości związane z płomieniem i dymem | Przetwórstwo chemiczne, wytwarzanie energii, półprzewodniki, oczyszczanie ścieków |
ZERKAĆ | Odporność na zużycie, dobry stosunek masy do wytrzymałości, wysokie właściwości termomechaniczne | Medyczne implanty, urządzenia, części lotnicze i samochodowe wykonywane na zamówienie |
PETG | Wysoka odporność na uderzenia, doskonała odporność na działanie substancji chemicznych i wilgoci | Mechanizmy zgodne, butelki na wodę, obudowy elektroniczne |
TPU | Elastyczny, odporny na ścieranie, uderzenia i wiele substancji chemicznych | Artykuły sportowe, lotnictwo i motoryzacja |
PETP/Ertalyte | Wysoka stabilność wymiarowa, wytrzymałość mechaniczna, niska absorpcja wilgoci, fizjologicznie obojętny | Cienkie folie, pojemniki na napoje w płynie |
SLS (Selektywne spiekanie laserowe)
Użyte materiały to nylon, proszek metalowy, proszek polistyrenowy i piasek żywiczny. Proszek jest przekształcany w ściśle zintegrowaną całość poprzez spiekanie, a nie topienie do stanu ciekłego. Pod wpływem skanowania laserowego części są pokrywane warstwa po warstwie, a na koniec zanurzane w stercie proszku. Po schłodzeniu przez 12-14 godzin, pozostały proszek można poddać recyklingowi.
SLA (stereolitografia)
Drukarki 3D SLA wykorzystują nadmiar płynnego plastiku, który ostatecznie krzepnie, tworząc stały produkt. Zazwyczaj powierzchnie elementów wytwarzanych przez drukarki 3D stereolitograficzne są gładkie. Materiałem jest żywica światłoczuła. Laser o określonej długości fali i intensywności jest skupiany na powierzchni materiału fotoutwardzalnego, aby utwardzać go od punktu do linii i od linii do powierzchni, w celu dokończenia rysunku jednej warstwy. Następnie stół podnoszący przesuwa jedną warstwę w kierunku pionowym i utwardza kolejną. W ten sposób warstwy są układane w stos, tworząc trójwymiarową całość.
FDM (modelowanie osadzania stopionego materiału)
Włókno termoplastyczne jest podgrzewane i wytłaczane przez drukarki 3D FDM w celu wytwarzania elementów warstwa po warstwie, od dołu do góry, metodą konstrukcji od dołu do góry. Do drukowania stosuje się kwas polimlekowy i tworzywo ABS. Technologia ta polega na wytłaczaniu materiałów filamentowych, takich jak tworzywa termoplastyczne, wosk lub metal, z podgrzewanych dysz i nakładaniu stopu z ustaloną prędkością, zgodnie z ustaloną trajektorią każdej warstwy elementu.
DLP (cyfrowe przetwarzanie światła)
Używana jest żywica światłoczuła. Technologia formowania laserowego DLP jest podobna do technologii SLA, ale wykorzystuje projektor z cyfrowym procesorem optycznym o wysokiej rozdzielczości do utwardzania ciekłego fotopolimeru, warstwa po warstwie.
SLM (selektywne topienie laserowe)
Technologia SLM stanowi główny element drukarek 3D do metalu. Do jej produkcji wykorzystuje się stopy tytanu, stopy kobaltu i chromu, stal nierdzewną oraz stopy aluminium. Proszek metalu jest topiony wysokoenergetycznym laserem światłowodowym iterbowym, tworząc wielofunkcyjne, trójwymiarowe elementy.
Automobilowy
Technologia druku 3D może być wykorzystywana do szybkiego prototypowania, produkcji narzędzi, osprzętu i innych części w branży motoryzacyjnej i transportowej. W branży motoryzacyjnej, w porównaniu z innymi procesami rozwojowymi, usługi druku 3D pozwalają na szybsze przeniesienie pomysłów ze studia projektowego do hali produkcyjnej oraz szybkie drukowanie prototypów różnych dostępnych części za pomocą drukarek 3D, co ułatwia przedsiębiorstwom testowanie i produkcję.
Lotnictwo i kosmonautyka
Ze względu na wymagania dotyczące redukcji masy i wytrzymałości, rośnie udział złożonych elementów konstrukcyjnych lub dużych, heterogenicznych części w sprzęcie lotniczym, co jest zaletą druku 3D. Jest on bardzo wrażliwy na wymagania dotyczące wydajności części i stosunkowo niewrażliwy na cenę, co również sprzyja wdrażaniu technologii druku 3D.
Przemysłowy
Większość z nich obejmuje drukowanie rdzeni form wtryskowych, wytwarzanie części na niestandardowych urządzeniach oraz stosowanie narzędzi pomocniczych na linii produkcyjnej.
Dobra konsumpcyjne
Wykorzystuje zalety personalizacji druku 3D, aby nadać produktom bardziej spersonalizowane cechy, które przyciągną różne grupy odbiorców. - Medycyna: w szczególności spersonalizowane wyroby medyczne doskonale wpisują się w charakterystykę druku 3D. Obecnie mają one duże szanse na zastosowanie w stomatologii, implantach ortopedycznych, ortezach rehabilitacyjnych itp.
Edukacja
Technologia druku 3D może być wykorzystywana jako wsparcie techniczne w badaniach edukacyjnych, w nauczaniu akademickim w szkołach wyższych i na uniwersytetach, a także jako narzędzie do nauki umiejętności zawodowych w szkołach zawodowych. Może umożliwić studentom zdobycie cennego doświadczenia akademickiego, nawiązanie współpracy interdyscyplinarnej, a nawet rozwijanie ducha przedsiębiorczości.
Stomatologia
Technologia druku 3D jest wykorzystywana głównie do produkcji modeli ortodontycznych w stomatologii. Dzięki niewielkim rozmiarom i zaawansowanym funkcjom, nawet małe laboratorium może skanować bezpośrednio z jamy ustnej do produkcji wewnętrznej, korzystając z płynnego, cyfrowego procesu. Oszczędza czas, materiały i miejsce do przechowywania, a wytwarzane urządzenia są dokładniejsze i wygodniejsze.
P1. Jakiego rodzaju plastiku używa się do druku 3D?
P2. Ile kosztuje drukowanie plastiku w 3D?
P3. Jak wytrzymały jest plastik drukowany w 3D?
Przybory | Najbardziej oczywistą różnicą między drukiem 3D z plastiku a metalu jest to, że plastik jest popularniejszą opcją. Z tego powodu jest bardziej dostępny niż metal. Plastik jest również znacznie tańszy od metalu. Z tego powodu powszechnie wiadomo, że początkujący zazwyczaj wybierają plastik. Ponadto, istnieje szeroki wybór tworzyw sztucznych dostępnych w druku 3D. Jednak obecnie dostępne jako metale są tylko aluminium, stal nierdzewna, tytan i kobalt. |
Projekt | Druk 3D z tworzyw sztucznych często zajmuje mniej czasu niż druk 3D z metalu. Drukarki 3D do tworzyw sztucznych są bardziej energooszczędne i pozwalają na uzyskanie większej grubości warstw podczas tworzenia części. Jednak drukowanie 3D z materiałów metalowych może być czasochłonne ze względu na złożoność samych drukarek. Złożoność jest wymagana podczas pracy z tworzywami sztucznymi, aby stworzyć wymagany element 3D. W przeciwieństwie do metalu, nie przechodzi on jednak tak rygorystycznych testów. |
Koszt | Większość drukarek 3D do plastiku jest tańsza, poza tym większość z nich jest dość prosta w obsłudze. ABS i inne filamenty z tworzyw sztucznych również są niedrogie. Metale mają wyższy koszt godziny produkcji i większe wymagania inwestycyjne w sprzęt w porównaniu z tworzywami sztucznymi. Drukarki 3D do metalu i materiały eksploatacyjne są również dość drogie. |
Trudność | Plastik to materiał do druku 3D preferowany przez początkujących. Materiały wykonane z plastiku są również dostępne w niewielkich ilościach. Proces drukowania 3D z metali jest skomplikowany i nie jest zalecany dla początkujących. W przeciwieństwie do plastiku, podczas drukowania 3D z metalu materiał musi być podawany, topiony i utwardzany bez utraty swoich właściwości. |
Technologia | Technologie druku 3D z tworzyw sztucznych obejmują FDM, SLA i SLS. W tych technologiach wykorzystuje się wiele rodzajów tworzyw sztucznych. Do druku 3D z metalu stosuje się systemy proszkowe, w tym SLM i DMLS. |
Wykończeniowy | Obróbka końcowa plastikowych obiektów drukowanych w technologii 3D jest łatwa. Projektant ma kilka możliwości stworzenia zamierzonego wyglądu i charakteru przedmiotu, w tym użycie narzędzi lub wykonanie pracy ręcznie. Obiekty wykonane metodą druku 3D z metalu zazwyczaj wymagają obróbki końcowej w celu poprawy ich właściwości mechanicznych i walorów estetycznych. Jednak obróbka metali po produkcji wymaga więcej czasu i pieniędzy. |
godz.Czym jest drukowanie 3D?
godz.Jak działa drukowanie 3D?
Drukowanie 3D to rodzaj procesu wytwarzania przyrostowego, w którym trójwymiarowy obiekt bryłowy powstaje w oparciu o projektowanie wspomagane komputerowo za pomocą metody warstwowej.
- Przede wszystkim potrzebny jest trójwymiarowy plik cyfrowy obiektu, który chcesz wydrukować. Istnieją trzy sposoby uzyskania cyfrowego modelu 3D: zaprojektowanie, zeskanowanie i pobranie. CAD to popularne oprogramowanie do projektowania modeli 3D, do popularnych programów CAD należą AutoCAD, SolidWorks, Tinkercad i inne. Skanowanie 3D to technologia analizy rzeczywistego obiektu i tworzenia jego cyfrowej repliki. Można również pobrać model z biblioteki 3D.
- Po uzyskaniu modelu 3D należy go przekonwertować do odpowiedniego formatu pliku. Najpopularniejszym formatem pliku do druku 3D jest STL, który jest użytecznym rozszerzeniem pliku. Alternatywami dla STL są .OBJ i .3MF. Formaty te nie zawierają informacji o kolorze. Jeśli potrzebujesz kolorowych obiektów do druku 3D, możesz użyć formatów .X3D, .WRL, .DAE i .PLY. Upewnij się, że plik nadaje się do druku.
- Krojenie to proces dzielenia modelu trójwymiarowego na setki lub tysiące warstw, a następnie generowania kodu G, który informuje maszynę, jak krok po kroku wykonać operację. Kod G to najpopularniejszy język programowania CNC, stosowany w maszynach CNC i drukarkach 3D.
- Użyj drukarek 3D do ukończenia procesu drukowania zgodnie z automatycznymi instrukcjami kodu G.
- Wyjmij gotowe, wydrukowane w technologii 3D części z drukarki. W przypadku niektórych maszyn jest to łatwe, natomiast wyjmowanie wydruków 3D w przypadku niektórych przemysłowych drukarek 3D wymaga profesjonalnych umiejętności i specjalistycznego sprzętu.
- W niektórych przypadkach dokończenie produkcji wymaga dodatkowych etapów lub obróbki. Na przykład, różne metody wykańczania powierzchni służą poprawie estetyki i właściwości mechanicznych elementów drukowanych w technologii 3D.
godz.Zalety druku 3D
☑ Znacznie przyspiesza proces prototypowania lub produkcji, umożliwia drukowanie obiektów w ciągu kilku godzin.
☑ Umożliwia projektowanie i tworzenie bardziej złożonych geometrii.
☑ Do produkcji potrzeba mniejszej liczby maszyn i operatorów.
☑ Wysoka elastyczność i wszechstronność pozwala na stworzenie niemal wszystkiego.
☑ Umożliwia łączenie wielu materiałów w jednym obiekcie.
☑ Montaż warstwowy poprawia wygląd projektu i gwarantuje lepszą jakość.
☑ Każdą kolejną część można monitorować w celu ograniczenia awarii i błędów.
☑ Nie wymaga dużej ilości miejsca na zapasy, drukowanie na żądanie na podstawie projektu.
☑ Części z tworzyw sztucznych drukowane w technologii 3D sprawdzają się w zastosowaniach, w których ważna jest niewielka masa.
☑ Zminimalizuj ilość wykorzystanych materiałów, wytwarzając mało odpadów lub nie wytwarzając ich wcale w porównaniu do cięcia z dużych kawałków.
☑ Systemy drukowania 3D są o wiele bardziej dostępne i nie wymagają obsługi przez dodatkową osobę.
☑ Technologia jest przyjazna dla środowiska i zrównoważona.
☑ Brak minimalnej ilości zamówienia.
☑ Prototypy i części produkowane w technologii druku 3D z metalu lub plastiku w ciągu 7–10 dni.
☑ Precyzyjne, niestandardowe części drukowane w technologii 3D w przystępnych cenach.
☑ Bezpłatna wycena online w najkrótszym możliwym czasie.
☑ Dozwolone są zarówno pojedyncze prototypy, jak i złożone kształty.
☑ Szeroki wybór materiałów metalowych i plastikowych.
☑ Drukarki 3D o zastosowaniu komercyjnym i przemysłowym.
☑ Projekt współpracy wspomagającej dostawców.
☑ Zapewnij szybkie rozwiązania dla małych partii złożonych prototypów.
☑ Współpracujemy z naszym partnerem.
☑ Usługi druku 3D dla metali i tworzyw sztucznych.
☑ Spełnianie szybkich potrzeb projektantów złożonych prototypów.